KR102334567B1 - 가스 실린더 가열 장치 - Google Patents

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KR102334567B1
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김용석
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Abstract

산업용 원료가스가 저장되는 실린더를 가열하여 온도를 조절하는 가열 장치에관한 기술이 개시된다.
제안된 발명은 용이하게 설치할 수 있는 가스 실린더 가열 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
제안된 발명의 일 양상에 따르면, 가스 실린더 가열 장치가, 가스 실린더(10) 외형을 따른 곡률을 가지는 인덕션 발열부(300)와, 인덕션 발열부(300)가 가스 실린더(10) 외형을 따른 곡률을 가지는 곡률면에 배치되는 가열부 하우징(110)을 포함하는 인덕션 본체(100)를 포함한다.

Description

가스 실린더 가열 장치{apparatus for heating gas cylinder}
산업용 원료가스가 저장되는 실린더를 가열하여 온도를 조절하는 가열 장치에관한 기술이 개시된다.
반도체 제조 공정용 원료가스가 저장되는 가스 실린더는 가스의 외부 누출 사고로 인한 피해를 방지하기 위해 가스 실린더 장착실에 배치된다. 원료가스가 저장되는 가스 실린더를 일정한 온도로 가열 및 유지하기 위해, 종래에는 도 5에 도시된 바와 같이, 평면의 열선 코일 발열 자켓(12)을 가스 실린더(10) 외주면을 휘감아서 둘러싸는 방식을 사용하였다.
이러한 방식의 경우 열선 코일 발열 자켓(12)을 가스 실린더(10) 외주면에 설치하는 작업이 어렵고 시간이 많이 걸리게 되며 오랫동안 열선 코일을 가열해야 하는 문제점이 있었다.
열선 코일 대신에 가스 실린더를 가열하는 다른 방안으로, 대한민국 공개특허공보 제2005-0054458호에 개시된 바와 같은 인덕션 가열 기술이 있다. 개시된 인덕션 발열부는 원형 또는 사각형의 평면 절연부와, 평면 절연부 상에 배치되는 인덕션 코일 및 평면 절연부 상에서 인덕션 코일 주위에 배치되는 발열소자로 이루어진다. 그러나, 이 인덕션 발열부 역시 발열 자켓 방식으로서 평면의 인덕션 발열부가 가스 실린더(10) 외주면을 감싸는 형태라 설치 및 실린더 교체 작업이 어렵고 시간이 많이 걸리는 문제점이 있다.
제안된 발명은 용이하게 설치할 수 있는 가스 실린더 가열 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가 제안된 발명은 가스 실린더 가열 영역을 조절 가능한 가스 실린더 가열 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
제안된 발명의 일 양상에 따르면, 가스 실린더 외형을 따른 곡률을 가지는 인덕션 발열부가 제안된다.
나아가 제안된 발명의 다른 양상에 따르면, 이러한 인덕션 발열부는 가동 암에 고정되어, 가열 영역이 조정 가능하게 고정될 수 있다.
제안된 발명에 따르면, 인덕션 발열부가 가스 실린더 외형을 따른 곡률을 가지므로, 가스 실린더에 휘감아서 설치할 필요 없이 단순히 가스 실린더를 가열 영역에 위치시키는 것 만으로 용이하게 설치할 수 있다.
나아가 제안된 발명에 따르면, 인덕션 발열부가 조정암에 의해 가열 영역을 조정 가능하게 고정되어, 가스 실린더 가열 영역이 쉽게 조절 가능하게 되며 이에 따라 다양한 형상과 크기의 가스 실린더에 대하여 대응할 수 있을 뿐 아니라 실린더를 장착하거나 교체하는 작업을 편리하게 할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 가스 실린더 가열장치의 평면도.
도 2는 일실시예에 따른 가스 실린더 가열장치의 사시도.
도 3은 일실시예에 따른 인덕션 본체의 분해 사시도.
도 4는 일실시예에 따라 인덕션 발열부가 가열부 하우징에 배치되는 도면.
도 5는 발열 자켓을 가스 실린더 외주면에 휘감아서 장착한 종래의 가열 방식을 도시한 도면.
전술한, 그리고 추가적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명하는 실시예들을 통해 구체화된다. 각 실시예들의 구성 요소들은 다른 언급이나 상호간에 모순이 없는 한 실시예 내에서 다양한 조합이 가능한 것으로 이해된다.
도 1은 일실시예에 따른 가스 실린더 가열장치의 평면도이고, 도 2는 일실시예에 따른 가스 실린더 가열장치의 사시도이고, 도 3은 일실시예에 따른 인덕션 본체의 분해 사시도이고, 도 4는 일실시예에 따라 인덕션 발열부가 가열부 하우징에 배치되는 도면이다.
이하에서는 상기 도면들을 참조하여 전술한 다양한 양상에 따른 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 가스 실린더 가열 장치는, 인덕션 발열부(300)와 가열부 하우징(110)을 포함하는 인덕션 본체(100)를 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이 바람직한 양상에 따르면 인덕션 발열부(300)는 가스 실린더(10) 외형을 따른 곡률을 가진다. 가스 실린더(10) 외형을 따른 곡률은 가스 실린더(10) 외주면의 곡률이 될 수 있다. 인덕션 발열부(300)는 도 4에 도시된 바와 같이, 가스 실린더(10) 외형을 따른 곡률을 가지는 절연부(330)와, 가스 실린더(10) 외형을 따른 곡률을 가지고 절연부(330) 상에 배치되는 인덕션 코일(310)과 절연부(330) 상에서 인덕션 코일(310) 주위에 배치되는 발열소자(320)를 포함할 수 있다. 실시예에서 절연부(330)는 원형의 형태이나 직사각형의 형태가 될 수 있다. 실시예에 따르면 인덕션 코일(310)은 절연부(330) 상에 배치되어 가스 실린더(10) 외형을 따른 곡률을 가지게 된다. 인덕션 코일(310)은 도 4와 같이 동심 원형으로 배치될 수 있고 경우에 따라서는 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0054458호의 도 4와 같이 사각형 형태로 배치될 수도 있다. 발열소자(320)는 페라이트(ferrite) 또는 자기 시트(magnetic sheet)로 구현될 수 있다.
바람직한 양상에 따르면 가열부 하우징(110)의 가스 실린더(10) 대향면은 도 1및 도 2에 도시된 바와 같이, 가스 실린더(10) 외형을 따른 곡률을 가지는 곡률면을 구비한다. 그리고, 가스 실린더(10) 외형을 따른 곡률을 가지는 인덕션 발열부(300)는 이 곡률면에 배치되는데, 일실시예에 따르면 인덕션 발열부(300)는 곡률면에 내장될 수 있고, 또는 내장되지 않고 가열부 하우징(110)의 곡률면에 배치는 되지만 외부로 드러나게 구현될 수도 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 바람직한 양상에 따르면, 가스 실린더 가열 장치에 포함되는 인덕션 본체(100)는 가스 실린더(10) 외형을 따른 곡률을 가지는 인덕션 발열부(300)와, 인덕션 발열부(300)가 가스 실린더(10) 외형을 따른 곡률을 가지는 곡률면에 배치되는 가열부 하우징(110)을 포함한다.
이에 따라, 가스 실린더(10) 외형을 따른 곡률을 가지는 인덕션 발열부(300)가, 가스 실린더(10) 외형을 따른 곡률을 가지는 가열부 하우징(110)의 곡률면에 배치되므로, 종래와 같이 발열 자켓(도 5 참조)을 가스 실린더(10)에 휘감아서 설치하지 않고 단순히 가스 실린더(10)를 가열부 하우징(110)의 미리 형성되어 있는 가스 실린더(10) 외형을 따른 곡률면에 대응하는 가열 영역에 위치를 시키는 것으로 용이하게 가스 실린더 가열 장치의 설치가 가능하게 된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 실시예에 따르면, 인덕션 본체(100)는 인덕션 발열부(300)로 구동신호를 공급하는 구동회로부(140)를 더 포함할 수 있다. 실시예에 따르면, 구동회로부(140)는 인덕션 본체(100) 외부의 외부 컨트롤 박스에 마련되고 유무선 통신라인을 통해 구동신호를 인덕션 발열부(300)로 제공할 수 있으며 실시예에 따라서는 도 3에 도시된 바와 같이, 구동회로부(140)가 인덕션 본체(100)에 마련될 수도 있다.
실시예에 따르면 구동회로부(140)는 인덕션 발열부(300)를 구동하는 회로로서 통상의 기술로 구현 가능하다. 예를 들어, 구동회로부(140)는 정류부, 필터부, 인버터부를 포함할 수가 있다. 정류부는 예를 들어 교류 전원부로부터 인가되는 교류(AC) 전원(예, 상용 전원)을 직류(DC) 전원으로 변환한다. 그리고, 필터부는 정류부로부터 출력되는 전원의 노이즈 성분을 제거하여 평활화 한다. 그리고, 인버터부는 주파수 구동 신호에 따라서 필터부로부터 인가되는 직류 신호를 이용해 구동 신호를 생성하여 인덕션 코일(310)로 제공한다. 인버터부는 반도체 스위치로 구현 가능하다.
이하 도 3 및 도 4를 참조하여 일실시예에 따른 인덕션 본체(100)의 구현 예를 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 인덕션 본체(100)는 가열부 하우징(110)을 포함하는데, 가열부 하우징(110)은 곡률 하부 하우징(117)과, 곡률 하부 하우징(117)의 내부에 마련되고 가스 실린더(10)의 외형을 따른 곡률을 가지는 곡률 지지부재(115), 곡률 지지부재(115)의 상면에 배치되며 가스 실린더(10)의 외형을 따른 곡률을 가지는 인덕션 발열부(300)와, 인덕션 발열부(300)의 위치에 대응되어 가스 실린더(10)에 대향하는 곡률면을 가지는 곡률 상부 하우징(113)을 포함할 수가 있다. 실시예에 따르면, 가열부 하우징(110)의 곡률면에 해당하는 곡률 상부 하우징(113)의 상면은 개방면으로 형성되고, 곡률 덮개(111)가 곡률 상부 하우징(113)의 개방면을 덮을 수가 있다.
도 3의 실시예에서는, 구동회로부(140)의 전체 구성요소들은 인덕션 본체(100)의 하부 하우징(130)의 내부에 배치되나, 경우에 따라서는 구동회로부(140)의 적어도 일부가 가열부 하우징(110)에 배치될 수도 있다.
도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 실시예에 따르면 가스 실린더 가열 장치는 가열 영역 조정암(400)을 더 포함할 수 있다. 가열 영역 조정암(400)은 일단이 인덕션 본체(100)에 고정되고 타단이 가스 실린더(10)가 장착되는 가스 장착실(도시하지 않음)에 고정되며, 가열부 하우징(110)의 가스 실린더(10) 외형을 따른 곡률을 가지는 곡률면에 대응되는 가열 영역을 조정 가능하게 고정한다.
이에 따라, 가스 실린더 가열 영역이 쉽게 조절 가능하게 되어 다양한 형상과 크기를 가지며 다양한 위치에 있는 가스 실린더(10)에 대하여 가열 영역을 조절할 수 있게 된다. 또한, 가스 실린더 교체시에 가열 영역 조정암(400)을 조작하여 인덕션 본체(100)를 치우고 교체할 수 있어 편리하게 교체 작업이 이루어 질 수가 있다.
도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 실시예에 따르면 가열 영역 조정암(400)은 본체 체결부(410)와 회전암부(420)와 고정판(430)을 포함할 수가 있다. 본체 체결부(410)는 인덕션 본체(100)에 일단이 고정되며 인덕션 본체(100)를 제1축 방향으로 회전 가능하게 고정할 수 있다. 실시예에 따르면 본체 체결부(410)의 인덕션 본체(100) 연결부위에 마련되는 제1축에 따라 인덕션 본체(100)가 제1축 방향으로 회전된다. 제1축은 상하의 회전 범위 내에서 회전하는 축이 될 수 있다.
회전암부(420)는 그 일단이 본체 체결부(410)의 타단에 고정되며 본체 체결부(410)를 제2축 방향으로 회전 가능하게 고정할 수가 있다. 실시예에 따르면 회전암부(420)의 본체 체결부(410) 연결부위에 마련되는 제2축에 따라 본체 체결부(410)가 제2축 방향으로 회전된다. 제2축은 좌우의 회전 범위 내에서 회전하는 축이 될 수 있다.
고정판(430)은 회전암부(420)의 타단에 그 일단이 고정되고 그 타단이 가스 실린더(10)가 장착되는 가스 실린더 장착실에 고정되며 회전암부(420)를 제2축 방향으로 회전 가능하게 고정할 수가 있다. 실시예에 따르면, 고정판(430)의 회전암(420) 연결부위에 마련되는 제2축에 따라 회전암(420)이 제2축 방향으로 회전된다. 제2축은 좌우의 회전 범위 내에서 회전하는 축이 될 수 있다.
따라서, 본체 체결부(410)의 제1회전축에 의해 가열부 하우징(110)의 곡률면에 대응하는 가열 영역이 제1축 회전 범위 내에서 조정 가능하고, 회전암부(420)의 본체 체결부(410)의 연결부위의 제2회전축에 의해 가열부 하우징(110)의 곡률면에 대응하는 가열 영역이 제2축 회전 범위 내에서 조정 가능하며, 고정판(430)의 회전암부(420) 연결부위의 제2회전축에 의해 회전암부(420)가 가열부 하우징(110)의 곡률면에 대응하는 가열 영역이 제2축 회전 범위 내에서 조정 가능하게 된다. 이에 따라, 가스 실린더에 대한 가열 영역이 제1축 회전 범위 및 두 개의 제2축 회전 범위내에서 조절 가능하게 되어 다양한 형상과 크기를 가지며 다양한 위치에 있는 가스 실린더(10)에 대하여 가열 영역을 미세하고 정밀하게 조절할 수 있게 된다. 또한, 가스 실린더(10) 교체시에 회전암부(420), 본체 체결부(410), 인덕션 본체(100)를 조작하여 인덕션 본체(100)를 치우고 가스 실린더(10)를 교체할 수 있어 편리하게 교체 작업이 이루어 질 수가 있다.
도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 실시예에 따르면 회전암부(420)는 제1회전암(421)과 제2회전암(423)를 포함할 수 있다. 제1회전암(421)는 본체 체결부(410)의 타단에 그 일단이 고정되며 본체 체결부(410)를 제2축 방향으로 회전 가능하게 고정할 수 있다. 실시예에 따르면, 제1회전암(421)의 본체 체결부(410) 연결부위에 마련되는 제2축에 따라 본체 체결부(410)가 제2축 방향으로 회전된다. 제2축은 좌우의 회전 범위 내에서 회전하는 축이 될 수 있다.
또한, 실시예에 따르면, 제2회전암(423)은 제1회전암(421)의 타단에 그 일단이 고정되고 그 타단은 고정판(430)의 일단에 고정되며 제1회전암(421)을 제2축 방향으로 회전 가능하게 고정할 수 있다.
실시예에 따르면, 제2회전암(423)의 제1회전암(421) 연결부위에 마련되는 제2회전축에 따라 제1회전암(421)이 제2축 방향으로 회전된다. 제2축은 좌우의 회전 범위 내에서 회전하는 축이 될 수 있다.
따라서, 회전암부(420)가 제1회전암(421) 및 제2회전암(423)으로 나뉘어 지게 되고, 제1회전암(421) 및 제2회전암(423)의 연결부위에 형성되는 제2회전축에 따라 제1회전암(421)이 제2회전축 방향으로 한 번 더 회전이 가능하게 되므로, 다양한 형상과 크기를 가지며 다양한 위치에 있는 가스 실린더(10)에 대하여 가열 영역을 미세하고 정밀하게 조절할 수 있게 된다. 또한, 가스 실린더(10) 교체시에 제1회전암(421), 제2회전암(423), 본체 체결부(410), 인덕션 본체(100)를 조작하여 인덕션 본체(100)를 치우고 가스 실린더(10)를 교체할 수 있어 편리하게 교체 작업이 이루어 질 수가 있다.
이상에서 본 발명을 첨부된 도면을 참조하는 실시예들을 통해 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 이들로부터 당업자라면 자명하게 도출할 수 있는 다양한 변형예들을 포괄하도록 해석되어야 한다. 특허범위는 이러한 변형예들을 포괄하도록 의도되었다.
10 : 가스 실린더 100 : 인덕션 본체
110 : 가열부 하우징 111 : 곡률 덮개
113 : 곡률 상부하우징 115 : 곡률 지지부재
117 : 곡률 하부하우징 120 : 상부 하우징
130 : 하부 하우징 140 : 구동회로부
300 : 인덕션 발열부 310 : 인덕션 코일
320 : 발열소자 330 : 절연부
400 : 고정암 410 : 본체 체결부
420 : 회전암부 421 : 제1회전암
423 : 제2회전암 430 : 고정판

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  4. 가스 실린더(10) 외형을 따른 곡률을 가지는 인덕션 발열부(300)와,
    인덕션 발열부(300)가 가스 실린더(10) 외형을 따른 곡률을 가지는 곡률면에 배치되는 가열부 하우징(110)과,
    인덕션 발열부(300)로 구동신호를 공급하는 구동회로부(140)를 포함하는 인덕션 본체(100)와;
    인덕션 본체(100)에 그 일단이 고정되며 인덕션 본체(100)를 상하의 회전 범위 내에서 회전하는 제1축 방향으로 회전 가능하게 고정하는 본체 체결부(410)와,
    본체 체결부(410)의 타단에 그 일단이 고정되며 본체 체결부(410)를 좌우의 회전 범위 내에서 회전하는 제2축 방향으로 회전 가능하게 고정하는 회전암부(420)와,
    회전암부(420)의 타단에 그 일단이 고정되고 그 타단이 가스 실린더(10)가 장착되는 가스 실린더 장착실에 고정되며 회전암부(420)를 좌우의 회전 범위 내에서 회전하는 제2축 방향으로 회전 가능하게 고정하는 고정판(430)을 포함하여,
    가스 실린더(10) 외형을 따른 곡률을 가지는 가열부 하우징(110)의 곡률면에 대응되는 가열 영역을 인덕션 본체(100)의 제1축 회전 범위, 본체 체결부(410)의 제2축 회전 범위 및 회전암부(420)의 제2축 회전 범위 내에서 조절 가능하게 인덕션 본체(100)를 고정하는 가열 영역 조정암(400);
    을 포함하는 가스 실린더 가열 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 회전암부(420)가 :
    본체 체결부(410)의 타단에 그 일단이 고정되며 본체 체결부(410)를 제2축 방향으로 회전 가능하게 고정하는 제1회전암(421)과;
    제1회전암(421)의 타단에 그 일단이 고정되고 그 타단은 고정판(430)의 일단에 고정되며 제1회전암(421)을 제2축 방향으로 회전 가능하게 고정하는 제2회전암(423);
    을 포함하는 가스 실린더 가열 장치.
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